地铁乘客逃票行为检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种地铁乘客逃票行为检测系统和方法，该系统具体包括乘客信息标记模块，识别并标记乘客是否为需购票乘车乘客、是否携带婴幼儿，并抓取人脸信息、储存乘客动态乘车信息；刷卡行为识别模块，基于深度摄像的人体骨骼运动轨迹与刷卡区是否存在交集判定乘客是否刷卡；刷卡信息读取模块，读取闸机刷卡信息和时间，刷卡行为实施的同时有刷卡成功记录判定为刷卡成功；逃票行为判定与预警模块，结合乘客购票标记信息、刷卡行为识别信息、刷卡成功记录和通过人数识别逃票行为并预警。该方法能够自动、实时检测地铁中的逃票行为并完成补扣款和预警处理。

Detection method and system of subway passenger's ticket evasion

【技术实现步骤摘要】
地铁乘客逃票行为检测方法和系统
本专利技术涉及监控视频处理
，特别是涉及一种地铁乘客逃票行为检测方法和系统。
技术介绍
当前，城市轨道交通系统随着城市化进程不断扩大，交通流量越来越大，为了提高运输效率，无人值守的自动售检票机(AFC)系统在过去几十年里被广泛使用，与此同时，逃票现象日益严峻。对个人来说，逃票行为获取的经济回报很低，而翻越闸机、尾随刷卡乘客时还可能对人身安全形成潜在威胁；对社会来说，逃票行为不但扰乱正常乘车秩序，还会对周围乘客造成不良心理影响；从社会经济成本考量，虽然逃票行为已经给地铁运营管理带来了不小的经济损失，且屡禁不止，但单次逃票行为造成经济损失却不高。因此，有必要对地铁逃票行为进行监控管理，但方法必须高效。视频监控是地铁中广泛分布的一类管理设备，主要用于设备和站厅活动的远程监控和数据留存，基于监控图像识别各类异常事件是常见的、成本较低的管理手段。基于监控视频监测逃票行为可以利用现有的监控设备，自动化处理技术可有效节约逃票行为监控人力资源成本，是一种经济合算的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种地铁乘客逃票行为检测方法和系统，基于深度摄像的地铁乘客逃票行为自动化识别、检测、预警的方法和系统，实现了实时、准确识别地铁乘客逃票行为和预警。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种地铁乘客逃票行为检测方法，包括以下步骤：第一步，乘客信息标识。所述信息包括乘客身高特征、是否携带婴幼儿、人脸信息；其中，身高特征指乘客身高标准属于全额购票、优惠购票、无需购票三种情况中的哪一种，并标记为购票乘客、优惠票乘客和无需购票乘客；人脸信息用于标记逃票乘客的预警和进一步追踪。进一步地，乘客信息标识为刷卡行为识别提供依据，只有标记为需要刷卡乘客需要完成刷卡动作，为逃票行为识别提供基础数据支持；一般地，在地铁乘车规则中，1名正常刷卡的成人乘客可免费携带1名免票乘客，标记免票乘客可避免跟随进站时的逃票行为误判，标记乘客携带婴幼儿同样可避免跟随进站时的逃票行为误判。所述乘客身高特征可采用多种身高检测方法实现，本方法不做唯一限制。例如，本方法中采用的办法是基于深度摄像获取人体头顶空间位置，然后和空间中的购票身高标定点进行比较，判断乘客的购票属性；基于深度摄像时的深度差值面分离尾随人体，分别识别人体头顶并判定购票属性，也可识别怀抱婴幼儿等特殊情形。第二步，刷卡行为识别。基于深度摄像提取每个闸机通道的视频数据，识别人体的刷卡行为；在深度图像中，闸机刷卡处位于深度空间中的固定位置，根据多人刷卡行为学习，标记刷卡区域的深度范围及其在深度图中的图像范围；采用kinect2.0系统识别人身运动的关键骨骼点及其通过闸机通道时的深度轨迹信息，如果人体运动轨迹、尤其是手掌轨迹与标记刷卡区域存在交叉重叠时判定为有刷卡行为，否则为乘客标记无刷卡行为，提取刷卡行为实施的系统时间。第三步，判定刷卡是否成功。当乘客在闸机刷卡出刷卡成功后，由闸机系统向刷卡行为识别系统输出刷卡成功信息，其中包括刷卡卡号和刷卡时间，通过刷卡时间与刷卡行为标记时间比对判定乘客是否刷卡成功并进一步标记乘客刷卡信息。优选地，当判定为刷卡成功时，将刷卡卡号或移动支付账号信息和刷卡时间作为动态信息写入乘客标记信息，账号关联电话号码或身份证信息写入乘客标记信息。乘客一旦刷卡计算机系统会自动读取卡号和关联电话号码，并标记到该乘客的个人信息用于判断。所述刷卡行为识别是逃票行为判定的基础，需全票乘车乘客必需刷卡或刷手机支付进站，持优惠卡乘客必须刷卡进站，免票乘客无需刷卡；当免票乘客存在刷卡行为并刷卡成功时，标记尾随进站乘客完成刷卡支付。第四步，逃票行为判定与预警。比较乘客的标记信息和刷卡行为识别信息，判定乘客是否存在逃票行为，对逃票行为进行预警，对个人发布未有效持票乘客语音警示，对运营管理监控部门发布逃票警报和人脸、乘客卡号、电话号码信息展示。所述逃票行为包括：标记购票乘客、优惠票乘客无刷卡行为时判定为逃票行为；标记购票乘客、优惠票乘客有刷卡行为无刷卡成功记录判定为逃票行为；携带超过1名免票乘客判定为逃票行为。优选地，所述携带超过1名免票乘客判定为逃票行为的判定通过乘客信息标记和人数统计实现，当2名刷卡成功乘客之间存在超过2名免票乘客时判定先刷卡者存在逃票行为，提取所有乘客人脸信息为逃票乘客进行逃票信息标记；当2名携带婴幼儿并刷卡成功的乘客之间存在超过1名免票乘客时，判定先刷卡者存在逃票行为，提取所有乘客人脸信息为逃票乘客进行逃票信息标记；当1名携带婴幼儿并刷卡成功的乘客之后，1名免票乘客存在刷卡行为并刷卡成功时标记为随后购票乘客刷卡成功，并标记为携带婴幼儿乘客；当1名携带婴幼儿并刷卡成功的乘客之后，1名免票乘客和刷卡成功乘客通过，判定为无逃票行为。进一步地，所述逃票行为预警，对已经标记了个人乘车卡和电话号码的乘客，逃票判定与预警系统执行乘车款补扣程序并向乘客电话发送处理提示信息；对未标记个人乘车卡和电话号码的乘客建立逃票信息库，包括逃票乘客人脸信息、逃票行为信息、逃票过程监控视频。逃票判定与预警系统如何实现补扣款的技术方案有多种方式，由于不是本专利技术的关注点，因此不在此赘述。为了实现上述专利技术方法，本申请提供一种地铁乘客逃票行为检测的系统，具体包括kinect2.0深度摄像机和4大系统处理模块：kinect2.0深度摄像机安装在进出站闸机后方，用于收集乘客通过闸机通道的运动视频，为了避免人体高差带来的遮挡问题，调整相机安装角度，使最佳有效视场覆盖闸机通道，且相机主轴与闸机顶面倾斜交叉，或者说相机斜对着需要检测的闸机通道。另一个kinect2.0深度摄像机安装在闸机上方站厅顶部，采用广角摄像头，最佳视场覆盖进入闸机前方的区域，用于检测乘车进入闸机前的人体头顶深度值及运动轨迹点。4大系统处理模块包括：乘客信息标记模块、刷卡行为识别模块、刷卡信息读取模块和逃票行为判定预警模块。模块可以是软件或通过硬件执行相应的软件实现各模块功能。乘客信息标记模块，用于识别并标记乘客的身高特征、是否携带婴幼儿、人脸信息、乘车卡信息、移动支付账户信息、电话号码信息以及动态乘车信息等，并抓取人脸信息以及储存乘客动态乘车信息。所述动态乘车信息包括乘客刷卡记录和逃票信息。刷卡行为识别模块，用于检测乘客是否有刷卡行为。基于深度摄像的人体骨骼运动轨迹与刷卡区是否存在交集判定乘客是否刷卡；基于深度摄像提取每个闸机通道的视频数据；在深度图像中，闸机刷卡处位于深度空间中的固定位置，根据多人刷卡行为学习，标记刷卡区域的深度范围及其在深度图中的图像范围；采用kinect2.0系统识别人身运动的关键骨骼点及其通过闸机通道时的深度轨迹信息，如果人体运动轨迹、尤其是手掌轨迹与标记刷卡区域存在交叉重叠时判定为有刷卡行为，否则为乘客标记无刷卡行为；提取刷卡行为实施的系统时间。刷卡信息读取模块，读取闸机系统的刷卡成功信息，读取的信息包括刷卡卡号或移动支付账号和刷卡时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS11：检测并标记乘客信息，判断是否需要购票；/nS12：识别刷卡行为并标记，识别人体运动关键骨骼点轨迹，识别人体通过闸机通道时是否刷卡，并标记刷卡信息；/nS13：读取标记的刷卡信息，判断乘客刷卡是否成功；/nS14：结合标记信息、刷卡行为数据、刷卡记录、人数识别结果检测判定逃票行为并进行预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S11：检测并标记乘客信息，判断是否需要购票；
S12：识别刷卡行为并标记，识别人体运动关键骨骼点轨迹，识别人体通过闸机通道时是否刷卡，并标记刷卡信息；
S13：读取标记的刷卡信息，判断乘客刷卡是否成功；
S14：结合标记信息、刷卡行为数据、刷卡记录、人数识别结果检测判定逃票行为并进行预警。


2.如权利要求1所述的地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：步骤S11中所述乘客信息包括乘客身高特征、是否携带婴幼儿和人脸信息；所述乘客身高特征指乘客身高标准属于全额购票、优惠购票和无需购票三种情况中的哪一种；所述人脸信息用于标记逃票乘客的预警和追踪。


3.如权利要求1所述的地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：步骤S12识别刷卡行为并标记具体包括以下步骤：
基于深度摄像提取每个闸机通道的视频数据，识别人体的刷卡行为；在深度图像中，闸机刷卡处位于深度空间中的固定位置，根据多人刷卡行为学习，标记刷卡区域的深度范围及其在深度图中的图像范围；采用kinect2.0系统识别人身运动的关键骨骼点及其通过闸机通道时的深度轨迹信息，当人体运动轨迹与标记刷卡区域存在交叉重叠时判定为有刷卡行为，否则为乘客标记无刷卡行为，提取刷卡行为实施的系统时间。


4.如权利要求1所述的地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：步骤S13判定刷卡是否成功具体包括以下步骤：
当乘客在闸机刷卡处刷卡成功后，由闸机系统向刷卡行为识别系统输出刷卡成功信息，刷卡成功信息包括刷卡卡号和刷卡时间，通过刷卡时间与刷卡行为标记时间比对判定乘客是否刷卡成功并进一步标记乘客刷卡信息；
所述刷卡行为识别是逃票行为判定的基础，需全票乘车乘客必需刷卡或刷手机支付进站，持优惠卡乘客必须刷卡进站，免票乘客无需刷卡；当免票乘客存在刷卡行为并刷卡成功时，标记尾随进站乘客完成刷卡支付。


5.如权利要求4所述的地铁乘客逃票行为检测方法，其特征在于：当判定为刷卡成功时，将刷卡卡号或移动支付账号信息以及刷卡时间作为动态信息写入乘客标记信息，以及账号关联电话号码或身份证信息写入乘客标记信息。


6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁娥，周丽，吴梦倩，刘丽娟，
申请(专利权)人：常州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32